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PLC與變頻器通訊(轉(zhuǎn))
西門子的USS通訊，無(wú)需使用特殊硬件，PLC與變頻器都有繼承的串口，簡(jiǎn)單，價(jià)廉。如果要使用總線的話，就需要額外使用通訊卡或適配器。
PLC與驅(qū)動(dòng)裝置連接，主要實(shí)現(xiàn)的任務(wù)是：
控制驅(qū)動(dòng)裝置的啟動(dòng)、停止等運(yùn)行狀態(tài)
控制驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速等參數(shù)
獲取驅(qū)動(dòng)裝置的狀態(tài)和參數(shù)
S7-200和西門子傳動(dòng)裝置主要可以通過(guò)以下幾種方式連接在一起工作：
S7-200通過(guò)數(shù)字量(DI/DO)信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行狀態(tài)和速度
S7-200通過(guò)數(shù)字量信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行狀態(tài);通過(guò)模擬量(AI/AO)信號(hào)控制轉(zhuǎn)速等參數(shù)
S7-200通過(guò)串行通信控制驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行和各種參數(shù)
由于題目的需要，那就使用“S7-200通過(guò)串行通信控制驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行”，也就是控制啟停。
S7-200CPU將在USS通信中作為主站。而變頻器則為USS從站。
當(dāng)S7-200的編程軟件為V4.0SP5以上的話，就包括USS協(xié)議指令庫(kù)，以下介紹通過(guò)西門子提供的USS指令庫(kù)與MM440之間的串行通信控制。
1、關(guān)于指令庫(kù)
見(jiàn)下圖，就是安裝了USS協(xié)議指令庫(kù)的指令樹(shù)。
西門子的標(biāo)準(zhǔn)USS協(xié)議庫(kù)以淺藍(lán)色圖標(biāo)表示。如果未找到淺藍(lán)色圖標(biāo)的指令庫(kù)，說(shuō)明系統(tǒng)中沒(méi)有安裝西門子標(biāo)準(zhǔn)指令庫(kù)。必須先安裝標(biāo)準(zhǔn)指令庫(kù)。
2、USS初始化指令
西門子的S7-200USS標(biāo)準(zhǔn)指令庫(kù)包括14個(gè)子程序和3個(gè)中斷服務(wù)程序。但是只有8個(gè)指令可供用戶使用。一些子程序和所有中斷服務(wù)程序都在調(diào)用相關(guān)的指令后自動(dòng)起作用。每個(gè)USS庫(kù)應(yīng)用都要先進(jìn)行USS通信的初始化。使用USS_INIT指令初始化USS通信功能。
打開(kāi)USS指令庫(kù)分支，像調(diào)用子程序一樣調(diào)用USS_INIT指令。
上圖中：
a.EN：初始化程序USS_INIT只需在程序中執(zhí)行一個(gè)周期就能改變通信口的功能，以及進(jìn)行其他一些必要的初始設(shè)置，因此可以使用SM0.1或者沿觸發(fā)的接點(diǎn)調(diào)用USS_INIT指令;
b.Mode：模式選擇，執(zhí)行USS_INIT時(shí)，Mode的狀態(tài)決定是否在Port0上使用USS通信功能;
=1設(shè)置Port0為USS通信協(xié)議并進(jìn)行相關(guān)初始化
0恢復(fù)Port0為PPI從站模式
c.Baud：USS通信波特率。此參數(shù)要和變頻器的參數(shù)設(shè)置一致;
=24002400bit/s
48004800bit/s
96009600bit/s
1920019200bit/s
3840038400bit/s
5760057600bit/s
115200115200bit/s
d.Active：此參數(shù)決定網(wǎng)絡(luò)上的哪些USS從站在通信中有效。詳見(jiàn)下面的說(shuō)明;
e.Done：初始化完成標(biāo)志
f.Error：初始化錯(cuò)誤代碼
Active參數(shù)USS_INIT子程序的Active參數(shù)用來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)上哪些USS從站 要被主站訪問(wèn)，即在主站的輪詢表中激活。網(wǎng)絡(luò)上作為USS從站的驅(qū)動(dòng)裝置每個(gè)都有不同的USS協(xié)議地址，主站要訪問(wèn)的驅(qū)動(dòng)裝置，其地址必須在主站的輪詢表 中激活。USS_INIT指令只用一個(gè)32位長(zhǎng)的雙字來(lái)映射USS從站有效地址表，Active的無(wú)符號(hào)整數(shù)值就是它在指令輸入端的取值。
在上表中的這個(gè)32位的雙字中，每一位的位號(hào)表示USS從站的地址號(hào);要在網(wǎng)絡(luò)中激活某地址號(hào)的驅(qū)動(dòng)裝置，則需要把相應(yīng)位號(hào)的位置設(shè)為二進(jìn)制“1"，不需要激活USS從站，相應(yīng)的位設(shè)置為”0"。最后對(duì)此雙字取無(wú)符號(hào)整數(shù)就可以得出Active參數(shù)的取值。
將使用站地址為3的MM440變頻器，則須在位號(hào)為03的位單元格中填入二進(jìn)制“1"。其他不需要激活的地址對(duì)應(yīng)的位設(shè)置為”0"。取整數(shù)，計(jì)算出的Active值為00000008h，即16#00000008，也等于十進(jìn)制數(shù)8(如調(diào)用USS_INIT指令中的d)
我一般都是使用16進(jìn)制數(shù)，這樣可以每4位一組進(jìn)行加權(quán)計(jì)算出16進(jìn)制數(shù)，并組合成一個(gè)整數(shù)。如果一時(shí)難以計(jì)算出有多個(gè)USS從站配置情況下的Active值，可以使用Windows自帶的計(jì)算器。將其設(shè)置為科學(xué)計(jì)算器模式，可以方便地轉(zhuǎn)換數(shù)制。
3、分配庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)地址
指令庫(kù)或者向?qū)Ф家蠓峙鋷?kù)存儲(chǔ)區(qū)地址，這也是使用西門子200容易忽略的步驟。
USS指令庫(kù)需要大概400個(gè)字節(jié)的V存儲(chǔ)區(qū)用于支持其工作。調(diào)用USS_INIT指令后 就可以為USS指令庫(kù)分配庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)。也可以在編程的稍后階段分配存儲(chǔ)區(qū)地址，但這一步是必不可少的，否則程序無(wú)法通過(guò)編譯。注意：S7-200中的數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)區(qū)分配原則，分配給庫(kù)指令的數(shù)據(jù)區(qū)絕對(duì)不能與其他程序使用的數(shù)據(jù)區(qū)有任何重疊。否則會(huì)造成出錯(cuò)。
在指令樹(shù)的Project(項(xiàng)目)中，以鼠標(biāo)右鍵單擊ProgramBlock(程序塊)，在彈出的快捷菜單中選擇LibraryMemory。如下圖所示：
4、USS驅(qū)動(dòng)裝置控制功能塊
USS_CTRL指令用于對(duì)單個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行運(yùn)行控制。這個(gè)功能塊利用了USS協(xié)議中的PZD數(shù)據(jù)傳輸，控制和反饋信號(hào)更新較快。
網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)激活的USS驅(qū)動(dòng)裝置從站，都要在程序中調(diào)用一個(gè)獨(dú)占的USS_CTRL指令，而且只能調(diào)用一次。需要控制的驅(qū)動(dòng)裝置必須在USS初始化指令運(yùn)行時(shí)定義為“激活”。
在USS通信指令庫(kù)分支中選擇USS_CTRL指令
上圖中：
a.EN：使用SM0.0使能USS_CTRL指令
b.RUN：驅(qū)動(dòng)裝置的啟動(dòng)/停止控制
=0停止
1運(yùn)行
此停車是按照驅(qū)動(dòng)裝置中設(shè)置的斜坡減速指電機(jī)停止
c.OFF2：停車信號(hào)2。此信號(hào)為“1"時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置將封鎖主回路輸出，電機(jī)自由停車
d.OFF3：停車信號(hào)3。此信號(hào)為”1"時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置將快速停車
e.F_ACK：故障確認(rèn)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)生故障后，將通過(guò)狀態(tài)字向USS主站報(bào)告;如果造成故障的原因排除，可以使用此輸入端清除驅(qū)動(dòng)裝置的報(bào)警狀態(tài)，即復(fù)位。注意這是針對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的操作。
f.DIR：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向控制。其“0/1”狀態(tài)決定運(yùn)行方向
g.Drive：驅(qū)動(dòng)裝置在USS網(wǎng)絡(luò)上的站號(hào)。從站必須先在初始化時(shí)激活才能進(jìn)行控制
h.Type：向USS_CTRL功能塊指示驅(qū)動(dòng)裝置類型
=0MM3系列，或更早的產(chǎn)品
1MM4系列，SINAMICSG110
i.Speed_SP：速度設(shè)定值。速度設(shè)定值必須是一個(gè)實(shí)數(shù)，給出的數(shù)值是變頻器的頻率范圍百分比還是絕對(duì)的頻率值取決于變頻器中的參數(shù)設(shè)置(如MM440的P2009)
j.Resp_R：從站應(yīng)答確認(rèn)信號(hào)。主站從USS從站收到有效的數(shù)據(jù)后，此位將為“1"一個(gè)程序掃描周期，表明以下的所有數(shù)據(jù)都是最新的
k.Error：錯(cuò)誤代碼。0=無(wú)出錯(cuò)。其他錯(cuò)誤代碼請(qǐng)參考
l.Status：驅(qū)動(dòng)裝置的狀態(tài)字。此狀態(tài)字直接來(lái)自驅(qū)動(dòng)裝置的狀態(tài)字，表示了當(dāng)時(shí)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)
詳細(xì)的狀態(tài)字信息意義請(qǐng)參考相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置手冊(cè)。
m.Speed：驅(qū)動(dòng)裝置返回的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度值，實(shí)數(shù)。是否頻率值跟隨設(shè)定值的規(guī)格化設(shè)定
n.Run_EN：運(yùn)行模式反饋，表示驅(qū)動(dòng)裝置是運(yùn)行(為1)還是停止(為0)
o.D_Dir：指示驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，反饋信號(hào)
p.Inhibit：驅(qū)動(dòng)裝置禁止?fàn)顟B(tài)指示(0-未禁止，1-禁止?fàn)顟B(tài))。禁止?fàn)顟B(tài)下驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)法運(yùn)行。要清除禁止?fàn)顟B(tài)，故障位必須復(fù)位，并且RUN,OFF2和OFF3都為0
q.Fault：故障指示位(0-無(wú)故障，1-有故障)。表示驅(qū)動(dòng)裝置處于故障狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)裝置上會(huì)顯示故障代碼(如果有顯示裝置)。要復(fù)位故障報(bào)警狀態(tài)，必須先消除引起故障的原因，然后用F_ACK或者驅(qū)動(dòng)裝置的端子、或操作面板復(fù)位故障狀態(tài)。
USS_CTRL已經(jīng)能完成基本的驅(qū)動(dòng)裝置控制，如果需要有更多的參數(shù)控制選項(xiàng)，可以選用USS指令庫(kù)中的參數(shù)讀寫指令實(shí)現(xiàn)。
5、MM440的參數(shù)設(shè)置
5.1控制源參數(shù)設(shè)置
控制命令控制驅(qū)動(dòng)裝置的啟動(dòng)、停止、正/反轉(zhuǎn)等功能?？刂圃磪?shù)設(shè)置決定了驅(qū)動(dòng)裝置從何種途徑接受控制信號(hào)。
控制源由參數(shù)P0700設(shè)置，選擇5
5.2設(shè)定源控制參數(shù)
設(shè)定值控制驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速/頻率等功能。設(shè)定源參數(shù)決定了驅(qū)動(dòng)裝置從哪里接受設(shè)定值(即給定)。
設(shè)定源由參數(shù)P1000設(shè)置：同樣選擇5
5.3USS通信控制的參數(shù)設(shè)置
主要參數(shù)有：
1.P0700：設(shè)置P0700[0]=5，即控制源來(lái)自COMLink上的USS通信
2.P1000：設(shè)置P1000[0]=5，即設(shè)定源來(lái)自COMLink上的USS通信
3.P2009：決定是否對(duì)COMLink上的USS通信設(shè)定值規(guī)格化，即設(shè)定值將是運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的百分比形式，還是絕對(duì)頻率值
=0不規(guī)格化USS通信設(shè)定值，即設(shè)定為變頻器中的頻率設(shè)定范圍的百分比形式。
1對(duì)USS通信設(shè)定值進(jìn)行規(guī)格化，即設(shè)定值為絕對(duì)的頻率數(shù)值。
4.P2010：設(shè)置COMLink上的USS通信速率。根據(jù)S7-200通信口的限制，支持的通信波特率有：
=42400bit/s
54800bit/s
69600bit/s
719200bit/s
838400bit/s
957600bit/s
12115200bit/s
5.P2011：設(shè)置P2011[0]=0至31，即驅(qū)動(dòng)裝置COMLink上的USS通信口在網(wǎng)絡(luò)上的從站地址。
USS網(wǎng)絡(luò)上不能有任何兩個(gè)從站的地址相同。
6.P2012：設(shè)置P2012[0]=2，即USSPZD區(qū)長(zhǎng)度為2個(gè)字長(zhǎng)。
7.P2013：設(shè)置P2013[0]=127，即USSPKW區(qū)的長(zhǎng)度可變。
8.P2014：設(shè)置P2014[0]=0至65535，即COMLink上的USS通信控制信號(hào)中斷超時(shí)時(shí)間，單位為ms。如設(shè)置為0，則不進(jìn)行此端口上
的超時(shí)檢查。
此通信控制信號(hào)中斷，指的是接收到的對(duì)本裝置有效通信報(bào)文之間的最大間隔。如果設(shè)定了超時(shí)時(shí)間，報(bào)文間隔超過(guò)此設(shè)定時(shí)間還沒(méi)有接收到
下一條信息，則會(huì)導(dǎo)致F0072錯(cuò)誤，變頻器將會(huì)停止運(yùn)行。通信恢復(fù)后此故障才能被復(fù)位。
根據(jù)USS網(wǎng)絡(luò)通信速率和站數(shù)的不同，此超時(shí)值會(huì)不同。如果要設(shè)定超時(shí)值，請(qǐng)參考相關(guān)表格，并選取一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)值。
9.P0971：設(shè)置P0971=1，上述參數(shù)將保存入MM440的EEPROM中。
USS通信是由S7-200和驅(qū)動(dòng)裝置配合，因此相關(guān)參數(shù)一定要配合設(shè)置。如通信速率設(shè)置不一樣，當(dāng)然無(wú)法通信。
我這有個(gè)西門子的PLC和變頻器DP通訊
一、硬件組態(tài)
1.將MASTERDRIVESCBP/CBP2加入組態(tài)
2.Profibus地址
3.將MICR.master4加入組態(tài)
4.Profibus地址
二、選擇數(shù)據(jù)格式
1.MASTERDRIVE中可供選擇的PP0類型
2.I/Qaddress
3.MICR.master4中可供選擇的數(shù)據(jù)格式
4.I/Qaddress
Step7中的編程
創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊DB1
說(shuō)明:
1.在Step7中對(duì)PKW(參數(shù)區(qū))讀寫參數(shù)時(shí)調(diào)用SFC14和SFC15
2.SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀Profibus從站的數(shù)據(jù)
3.SFC15(“DPWR_DAT”)用于將數(shù)據(jù)寫入Profibus從站
4.W#16#100(即256)是硬件組態(tài)時(shí)PKW的起始地址
舉例
讀參數(shù)r015
1.W#16#100(即256)是硬件組態(tài)時(shí)PKW的起始地址
2.將從站數(shù)據(jù)讀入DB1.DBX0.0開(kāi)始的8個(gè)字節(jié)(P#DB1.DBX0.0BYTE8)
PKE->DB1.DBW0
IND->DB1.DBW2
PWE1->DB1.DBW4參數(shù)值的高字位
PWE2->DB1.DBW6參數(shù)值的低字位
3.將DB1.DBX28.0開(kāi)始的8個(gè)字節(jié)寫入從站(P#DB1.DBX28.0BYTE8)
DB1.DBW28->PKE
DB1.DBW30->IND
參數(shù)值的高字位DB1.DBW32->PWE1
參數(shù)值的低字位DB1.DBW34->PWE2
舉例
讀參數(shù)P401.2
1.W#16#100(即256)是硬件組態(tài)時(shí)PKW的起始地址
2.將從站數(shù)據(jù)讀入DB1.DBX0.0開(kāi)始的8個(gè)字節(jié)(P#DB1.DBX0.0BYTE8)
PKE->DB1.DBW0
IND->DB1.DBW2
PWE1->DB1.DBW4參數(shù)值的高字位
PWE2->DB1.DBW6參數(shù)值的低字位
3.將DB1.DBX28.0開(kāi)始的8個(gè)字節(jié)寫入從站(P#DB1.DBX28.0BYTE8)
DB1.DBW28->PKE
DB1.DBW30->IND
參數(shù)值的高字位DB1.DBW32->PWE1
參數(shù)值的低字位DB1.DBW34->PWE2
舉例
3.讀參數(shù)U001.2
1.W#16#100(即256)是硬件組態(tài)時(shí)PKW的起始地址
2.將從站數(shù)據(jù)讀入DB1.DBX0.0開(kāi)始的8個(gè)字節(jié)(P#DB1.DBX0.0BYTE8)
PKE->DB1.DBW0
IND->DB1.DBW2
PWE1->DB1.DBW4參數(shù)值的高字位
PWE2->DB1.DBW6參數(shù)值的低字位
3.將DB1.DBX28.0開(kāi)始的8個(gè)字節(jié)寫入從站(P#DB1.DBX28.0BYTE8)
DB1.DBW28->PKE
DB1.DBW30->IND
參數(shù)值的高字位DB1.DBW32->PWE1
參數(shù)值的低字位DB1.DBW34->PWE2
舉例(寫參數(shù))
4.寫參數(shù)P401.1(將W#16#1000寫入P401.1中)
1.將W#16#8191寫入DB1.DBW28(PWE)
1.W#16#100(即256)是硬件組態(tài)時(shí)PKW的起始地址
2.將從站數(shù)據(jù)讀入DB1.DBX0.0開(kāi)始的8個(gè)字節(jié)(P#DB1.DBX0.0BYTE8)
PKE->DB1.DBW0
IND->DB1.DBW2
PWE1->DB1.DBW4參數(shù)值的高字位
PWE2->DB1.DBW6參數(shù)值的低字位
3.將DB1.DBX28.0開(kāi)始的8個(gè)字節(jié)寫入從站(P#DB1.DBX28.0BYTE8)
DB1.DBW28->PKE
DB1.DBW30->IND
參數(shù)值的高字位DB1.DBW32->PWE1
參數(shù)值的低字位DB1.DBW34->PWE2
對(duì)PZD(過(guò)程數(shù)據(jù))的讀寫
說(shuō)明:
1.在Step7中對(duì)PZD(過(guò)程數(shù)據(jù))讀寫參數(shù)時(shí)調(diào)用SFC14和SFC15
2.SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀Profibus從站的數(shù)據(jù)
3.SFC15(“DPWR_DAT”)用于將數(shù)據(jù)寫入Profibus從站
4.W#16#108(即264)是硬件組態(tài)時(shí)PZD的起始地址
5.對(duì)特殊結(jié)構(gòu)的PZD可用PQW,PIW進(jìn)行讀寫
舉例
5:對(duì)PPO5中10PZD的讀寫
DB1中與PZD相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)字
1.在P918中設(shè)置Profibus地址,必須與Step7中設(shè)置相同.地址不能重復(fù).
2.控制字第十位置“1”.PZD1=W
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